成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板制造技术

本发明专利技术的目的在于提供兼具长期室温时效后的BH性和成形性的6000系铝合金板。在一个实施方式中，含有Sn的特定组成的6000系铝合金板会抑制无助于强度的较小的Mg‑Si团簇，并且能够尽可能地增加有助于强度的较大的Mg‑Si团簇，从而充分发挥Sn的原子空穴的捕获和释放效果，抑制长期的室温时效而提高卷边加工性，并且BH性也提高。在另一实施方式中，在特定组成的6000系铝合金板中含有Sn而确保Mg+Si的固溶量，并且使屈强比低至不足0.50，因此利用三维原子探针场离子显微镜来控制所测定的原子集合体的尺寸分布，并限制满足一定条件的原子集合体的比例，从而兼顾高BH性化和低屈强比化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及Al－Mg－Si系铝合金板。本专利技术中所说的铝合金板是热轧板和冷轧板等轧制板，其是指在实施了固溶处理和淬火处理等的调质之后且在进行冲压成形或烘烤涂装硬化处理之前的铝合金板。另外，在以下的记载中也将铝称作Al。
技术介绍
近年来，考虑到地球环境等，汽车等车辆的轻量化的社会要求越来越高。为了应对这一要求，作为汽车的大型车体面板结构体(外面板、内面板)的材料，除了钢板等钢铁材料以外，成形性和烘烤涂装硬化性优异且更轻量的铝合金材的应用正在增加。在该汽车的大型车体面板结构体中，研究了在引擎罩、挡泥板、车门、车顶、行李箱盖等的外面板(外板)中还使用Al－Mg－Si系的AA乃至JIS 6000系(以下，也简称作6000系)铝合金板作为薄壁且高强度铝合金板。该6000系铝合金板必须含有Si、Mg，特别是过量Si型的6000系铝合金，其具有Si/Mg质量比为1以上的组成，具有优异的时效硬化能力。因此，在对汽车的上述外面板进行冲压成形、弯曲加工时，利用低屈服强度化来确保成形性。而且，通过成形后的面板的涂装烘烤处理等的、较低温的人工时效(硬化)处理时的加热来进行时效硬化，从而屈服强度提高，且具有可以确保作为面板的所需强度的烘烤涂装硬化性(以下，也称作bake hard性＝BH性、烘烤硬化性)。另一方面，众所周知，汽车的上述外面板通过对铝合金板复合进行冲压成形的胀出成形时、弯曲成形等的成形加工来制作。例如，在引擎罩和车门等的大型的外面板中，通过胀出等的冲压成形，形成作为外面板的成形品形状，接着，通过该外面板周边部的平卷边等的卷边(hemming)加工，进行与内面板的接合，而成为面板结构体。在此，6000系铝合金具有具备优异的BH性的优点，而另一方面，其具有室温时效性，利用固溶淬火处理后的室温保持而发生时效硬化，使强度增加，由此存在对面板的成形性，特别是弯曲加工性降低的课题。例如，在将6000系铝合金板用于汽车面板用途时，在铝制造厂经固溶淬火处理后(制造后)，在由汽车厂成形加工成面板之前通常要在室温下放置1个月左右(室温放置)，其间会发生相当的时效硬化(室温时效)。特别是在面临严酷的弯曲加工的外面板中，即使在刚制造之后能够无问题地进行成形，在经过1个月后也会有卷边加工时产生裂纹等问题。因此，在汽车面板用、特别是外面板用的6000系铝合金板中需要抑制长达1个月左右的较长期的室温时效。进而，还会产生以下问题：在此种室温时效大的情况下，BH性降低，利用上述的成形后的面板的涂装烘烤处理等的较低温的人工时效(硬化)处理时的加热，屈服强度仍难以提高到作为面板所需要的强度。一直以来，从6000系铝合金板的组织、特别是含有元素所形成的化合物(结晶物、析出物)的观点出发，就实现成形性和BH性的提高、或室温时效的抑制等的特性提高而提出了各种技术方案。最近，还提出了直接测定尤其对6000系铝合金板的BH性和室温时效性产生影响的团簇(原子集合体)来进行控制的尝试(专利文献1～3)。其中，在专利文献1中，将板的组织以该状态直接利用100万倍的透射型电子显微镜分析对BH性和室温时效性产生影响的团簇(原子集合体)，在所观察到的团簇(原子集合体)内，将等效圆直径为1～5nm的范围的团簇的平均数密度规定为一定范围，制成BH性优异且抑制了室温时效的铝合金板。对此，在专利文献2、3中，并非像专利文献1那样直接观察团簇(原子集合体)，而是利用三维原子探针场离子显微镜由在高电场下暂时离子化(电场蒸发)的板的原子的位置信息规定通过解析再构建的板的原子结构所定义的原子集合体。更具体而言，控制满足下述的条件的原子集合体：包含共计10个以上的Mg原子或Si原子中的任一者或两者，且无论以其所含的Mg原子或Si原子中的任一原子作为基准，而成为该基准的原子与相邻的其他原子中的任一原子的相互距离为0.75nm以下。即，规定满足该条件的原子集合体的平均数密度、大小的分布或比例。另外，作为与本专利技术的Sn的添加相关的现有专利，也提出了大量在6000系铝合金板中积极地添加Sn而抑制室温时效、提高BH性(烘烤涂装硬化性)的方法。例如，在专利文献4中提出了通过添加适量Sn、并且在固溶处理后实施预备时效而兼具室温时效的抑制和BH性的方法。另外，在专利文献5中提出了通过添加Sn和提高成形性的Cu而提高成形性、BH性、耐腐蚀性的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－242904号公报专利文献2：日本特开2012－193399号公报专利文献3：日本特开2013－60627号公报专利文献4：日本特开平09－249950号公报专利文献5：日本特开平10－226894号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，即使是这些以往的Al－Mg－Si系铝合金板，为了兼顾长时间的室温时效后的良好成形性和高BH性，仍然具有改善的余地。在设计性的方面，汽车的上述各种外面板需要实现无应变的美观的曲面构成和特征线。随着为了轻量化而难以成形的高强度铝合金板原材的采用，此种要求也逐年变得严苛。因此，近年来越发要求成形性更优异的铝合金板。但是，利用上述的以往的组织控制无法应对此种要求。例如，作为此种难以将高强度铝合金板应用在外面板中的一个原因，有外面板独特的形状的问题。在外面板安装把手座、灯座、执照(车牌)座等器具或构件、或者部分地设置像描绘轮拱那样的规定深度的凹部(胀出部、压花部)。在对此种凹部连同该凹部形状周围的连续的曲面进行冲压成形的情况下，容易产生面应变，难以实现上述无应变的美观曲面构成和特征。因此，在原材板的成形时必须对上述外面板抑制该面应变的发生。予以说明，此种面应变的问题并不仅为上述的凹部(胀出部)的问题而且还是车门外面板的鞍形部、前挡泥板的纵壁部、后挡泥板的风角部、行李箱盖或引擎罩外部的特征的消失部、后挡泥板柱的安装基部等局部具有会产生面应变的凹部(胀出部)那样的汽车面板所共同的课题。针对上述以往的课题，为了提高抑制上述面应变的发生的成形性，期望使冲压成形时的(在制造后为室温时效)板的0.2％屈服强度低至不足110MPa。但是，若如此地使成形时的屈服强度降低，则难以使烘烤涂装硬化后(以下，也称作bake hard后、BH后)的0.2％屈服强度为200MPa以上，且难以使基于烘烤涂装硬化的0.2％屈服强度增加量为100MPa以上。利用上述以往的基于DSC的组织控制难以解决上述课题。本专利技术的第1实施方式为用于解决上述以往的课题的实施方式，其目的在于提供能够使汽车面板成形时的0.2％屈服强度低至110MPa以下、且能够使BH后的0.2％屈服强度为200MPa以上的兼具成形性和烘烤涂装硬化性的铝合金板(以下，也称作第1目的)。另外，针对上述以往的课题，为了提高抑制上述面应变的发生的成形性，期望使冲压成形时的(在制造后为室温时效)板的0.2％屈服强度低至110MPa以下、且使拉伸强度与屈服强度之比(0.2％屈服强度/拉伸强度)即屈强比降低。但是，若如此地使成形时的屈服强度降低，则难以使烘烤涂装硬化(以下，也称作bake hard、BH)后的0.2％屈服强度为190MPa以上，且难以使基于烘烤涂装硬化的0.2％屈服强度增加量为100MPa以上。本专利技术的第2实施方式为用于解决上述以往的课题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板，其特征在于，其是以质量％计分别包含Mg：0.2～2.0％、Si：0.3～2.0％、Sn：0.005～0.3％且余量由Al及不可避免的杂质构成的Al‑Mg‑Si系铝合金板，在所述铝合金板的差示扫描热分析曲线中，作为相当于Mg‑Si团簇熔化的吸热峰，150～230℃的温度范围的吸热峰的峰高度为8μW/mg以下并包括0μW/mg，另一方面，作为相当于Mg‑Si团簇生成的放热峰，240～255℃的温度范围的放热峰的峰高度为20μW/mg以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-074045;2014.03.31 JP 2014-074041.一种成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板，其特征在于，其是以质量％计分别包含Mg：0.2～2.0％、Si：0.3～2.0％、Sn：0.005～0.3％且余量由Al及不可避免的杂质构成的Al-Mg-Si系铝合金板，在所述铝合金板的差示扫描热分析曲线中，作为相当于Mg-Si团簇熔化的吸热峰，150～230℃的温度范围的吸热峰的峰高度为8μW/mg以下并包括0μW/mg，另一方面，作为相当于Mg-Si团簇生成的放热峰，240～255℃的温度范围的放热峰的峰高度为20μW/mg以上。2.根据权利要求1所述的成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板，其中，所述铝合金板还包含选自Fe：超过0％且为1.0％以下、Mn：超过0％且为1.0％以下、Cr：超过0％且为0.3％以下、Zr：超过0％且为0.3％以下、V：超过0％且为0.3％以下、Ti：超过0％且为0.1％以下、Cu：超过0％且为1.0％以下、Ag：超过0％且为0.2％以下及Zn：超过0％且为1.0％以下中的1种或2种以上。3.一种成形性和烘烤涂装硬化性优异的铝合金板，其特征在于，其是以质量％计分别包含Mg：0.3～1.0％、Si：0.5～1.5％、Sn：0.005～0.3％且余量由Al及不可避免的杂质构成的Al-Mg-...

【专利技术属性】
技术研发人员：穴户久郎，松本克史，有贺康博，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP